Sobrecarga excéntrica durante el ejercicio de fuerza: un estímulo para una activación mejorada de células satélite

Se considera que las células satélite (CS) del músculo esquelético desempeñan un papel crucial en la adaptación muscular a diversas formas de entrenamiento en el mantenimiento y la reparación de las fibras musculares (Dumont 2015). En el músculo esquelético humano, se observaron cambios en el número de SC en los primeros días después de una serie única e intensa de ejercicio de fuerza en varias investigaciones. El aumento en el número de SC, mayormente identificado por la expresión de Pax7, fue más robusto cuando el ejercicio se realizó como ejercicio excéntrico exhaustivo (Crameri 2004, Dreyer 2006, McKey 2010, Nederveen 2018, Toth 2011). Estos hallazgos respaldaron la hipótesis de que la fuerza mecánica repetida durante la contracción excéntrica causa daño a las miofibras, lo que desencadena la liberación de factores de crecimiento desde el interior de las miofibras e inicia los procesos de regeneración y remodelación (Snijders 2015).

Los procesos de regeneración y remodelación están mediados por la proliferación, activación y diferenciación de las SC orquestadas por la expresión de diferentes factores reguladores miogénicos (MRF, Myf 5, MyoD, miogenina, MRF4) dentro de las SC (Asfour 2018). Hasta donde se sabe, en el músculo esquelético humano, sólo se informó un aumento significativo de las células satélite positivas para MyoD, indicativo de una mayor activación de las SC, después de un ejercicio exhaustivo de fuerza excéntrica de los músculos extensores de la rodilla con un número elevado de 196.1±37.2 (Hyldahl 2014) y 300 repeticiones (Nederveen 2018), respectivamente. En dos estudios (Crameri 2007, Mackey 2007), la expresión de la miogenina, que indica diferenciación de las SC, se encontró 7 días después de 210 contracciones excéntricas forzadas del músculo cuádriceps inducidas por estimulación eléctrica y no pudo ser inducida por contracciones musculares excéntricas voluntarias. Por el contrario, McKay y cols. (2010) informaron un aumento significativo en las células positivas de miogenina 24, 72 y 96 hs después de 30 series de 10 contracciones por alargamiento voluntarias máximas del músculo cuádriceps.

En los programas comunes de entrenamiento de fuerza, se realizan mucho menos de 200 repeticiones, generalmente como acciones concéntricas y excéntricas combinadas. Recientemente, algunas investigaciones se centraron en modificaciones del entrenamiento de fuerza concéntrico/excéntrico convencional, cuyo objetivo es mejorar la adaptación muscular. La carga excéntrica acentuada fue discutida como un método superior para mejorar el rendimiento de la fuerza y la potencia (Suchomel 2018, Wagle 2017). En dos de estudios previos, hubo indicaciones para el desarrollo de un fenotipo muscular más fuerte y más rápido después de varias semanas de entrenamiento de la fuerza concéntrico/excéntrico con sobrecarga excéntrica (CON/EXC⁺) en comparación con el entrenamiento de la fuerza concéntrico/excéntrico convencional equivalente (CON/EXC). Además, también se encontró algunos signos de activación mejorada de las SC y de regeneración muscular. Después de 6 semanas de entrenamiento de la fuerza intenso, la expresión del ARNm en estado estacionario de MRF4 y de la cadena pesada de miosina neonatal (MHCneo) sólo aumentó si el entrenamiento de la fuerza se realizaba con sobrecarga excéntrica (CON/EXC⁺) en hombres jóvenes entrenados en fuerza (Friedmann-Bette 2010). En un estudio sobre el cuádriceps, la regeneración muscular después de la reconstrucción del ligamento cruzado anterior, sólo se encontró un aumento significativo en las miofibras que expresan la MHCneo después de CON/EXC⁺ (Friedmann-Bette 2018). Los hallazgos de estos estudios sugieren que las SC podrían desempeñar un papel crucial en la adaptación muscular mejorada en acciones CON/EXC⁺.

Recientemente, Birgit Friedmann-Bette de la University Hospital Heidelberg (Alemania), llevó a cabo un estudio al respecto que junto a sus colabores, presumen que la combinación del estrés metabólico durante las contracciones musculares concéntricas con la sobrecarga excéntrica dañina durante una serie exhaustiva de ejercicios CON/ECC⁺ podría proporcionar un estímulo eficaz para la activación y diferenciación de las SC, como se observa después de las contracciones musculares excéntricas estimuladas eléctricamente. Por lo tanto, 30 atletas masculinos recreativos fueron asignados al azar a una serie de ejercicios de extensión de piernas CON/ECC⁺ o CON/ECC exhaustivos. Se obtuvieron biopsias del músculo vasto lateral 1 semana antes y 1 semana después de la sesión de ejercicio (pierna contralateral) para investigar el contenido de SC, SC activadas y diferenciadas, así como el número de miofibras que expresan MHCneo. Como indicadores del daño de las miofibras, se determinaron la actividad de la creatina quinasa (CK) en plasma y la concentración de mioglobina. Todas las variables también se midieron en 10 sujetos de control masculinos que no hacían ejercicio en los mismos puntos de tiempo.

Se obtuvieron biopsias del músculo vasto lateral de hombres recreativamente activos en estado de reposo y nuevamente de la pierna contralateral 7 días después de una extensión de pierna exhaustiva concéntrica/excéntrica (CON/ECC) (n = 15) o ejercicio CON/ECC⁺ (n = 15) y en un grupo control sin ejercicio (GC) (n = 10). El número total de SC (Pax7+), SC activadas (Pax7+/MyoD+) y diferenciadas (miogenina+), la distribución del tipo de fibra y las miofibras que expresan la cadena pesada de miosina neonatal (MHCneo) se determinaron inmunohistoquímicamente. La creatina quinasa y la mioglobina se midieron en sangre venosa. Se realizaron repetidamente pruebas de fuerza isocinética.

Los aumentos significativos en la creatina quinasa y la mioglobina (P = 0.001) indicaron daño en las miofibras, mientras que la fuerza máxima no se vio afectada. Sólo después de CON/ECC⁺, el contenido de SC (P = 0.019) y las SC relacionadas con las fibras de tipo II (P = 0.011) aumentaron significativamente. Se produjo un aumento significativo en la proporción de SC activadas sólo después del ejericio CON/ECC⁺ (P = 0.003), siendo el aumento significativamente (P <0.05) diferente de los cambios después de CON/ECC y en el CG. El número de diferenciación SC y MHCneo se mantuvo sin cambios.

La sobrecarga excéntrica durante el ejercicio de extensión de piernas indujo una activación significativa de las SC, aumentos en el contenido de SC y en el número de SC relacionadas con las miofibras tipo II. Sin embargo, no hubo signos de mayor diferenciación de las SC o formación de nuevas miofibras.

En conclusión, la carga excéntrica acentuada durante una sesión de ejercicio de extensión de pierna concéntrica/excéntrica indujo aumentos en la activación de SC, el contenido de SC y el número de SC relacionado con las miofibras tipo II. La respuesta mejorada de SC y/o prolongada a una sesión de CON/ECC⁺ en comparación con CON/ECC podría deberse a la reparación en curso 1 semana después del ejercicio. Sin embargo, este modo de ejercicio de fuerza no indujo la diferenciación de las SC y la formación de nuevas miofibras como se observa después de las contracciones musculares excéntricas estimuladas eléctricamente. Con respecto a la discusión de la carga excéntrica acentuada como un método superior en el entrenamiento de fuerza regular para mejorar el rendimiento de la fuerza y la potencia, parece interesante investigar más a fondo el papel de las SC con respecto a la adaptación muscular a dicho ejercicio de fuerza.